JPH08127610A - オレフィン重合用触媒 - Google Patents

オレフィン重合用触媒

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JPH08127610A
JPH08127610A JP26526394A JP26526394A JPH08127610A JP H08127610 A JPH08127610 A JP H08127610A JP 26526394 A JP26526394 A JP 26526394A JP 26526394 A JP26526394 A JP 26526394A JP H08127610 A JPH08127610 A JP H08127610A
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JP
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group
compound
transition metal
catalyst
olefin
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JP26526394A
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English (en)
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Hiroshi Nakazawa
浩 中沢
Shigeru Igai
滋 猪飼
Koji Imaoka
孝治 今岡
Eiko Ogawa
栄子 小川
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 (A)式 RB(pz)3 MX3 (式中、M
は周期律表第IV又はV族遷移金属を示し、Rは水素又は
炭化水素基を示し、Xは水素、炭化水素基、ハロゲン、
アミノ基又はオキシ炭化水素基を示し、pzはピラゾイ
ル基を示す。)で表される遷移金属化合物、及び、
(B)有機アルミニウムオキシ化合物、ルイス酸性化合
物、及びイオン性化合物からなる群から選ばれた化合物
からなるオレフィン重合用触媒。 【効果】 本発明の触媒は、重合活性が高く、得られる
重合体の分子量分布が狭く、また、エチレンとα−オレ
フィンとの共重合性も優れており、その共重合体の組成
分布が狭い。従って、得られた重合体、共重合体はいず
れも粘着性のオリゴマーの含有量が少なく、機械物性に
優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なオレフィン重合
用触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】近年、オレフィン重合触
媒として高活性で、生成ポリマーの分子量分布、共重合
における組成分布が狭く、物性の優れたオレフィン重合
体を得ることができるTi、Zr、Hf、V等のメタロ
セン錯体と助触媒として有機アルミニウムオキシ化合
物、又は前記メタロセン錯体と反応して安定なメタロセ
ンのカチオン錯体を形成できるイオン化合物からなる均
一系触媒が注目されている。
【0003】均一系触媒を形成する錯体のうち、遷移金
属・窒素結合を有する錯体としては、特表平3-501269
号、特開平2-77412 号、同4-285607号、同5-331225号、
同6-73127 号、同6-128324号、同6-157632号、及び同6-
199939号、さらに少なくとも一つのシクロペンタジエニ
ル基と遷移金属・窒素結合を有する錯体としては、特開
平3-163088号、同4-279592号、特表平5-505593号、同5-
507756号、同6-501037号などの各公報に記載されてい
る。
【0004】また、特開平1-95110 号には遷移金属・窒
素結合を有する錯体としてヒドロピラゾリルボレートを
配位子とするチタン、ジルコニウム錯体がアルミノキサ
ンとの組合せでオレフィンの重合性能を有すると記載さ
れている。しかしながら、錯体としては、[H2 B(P
z)2 2 ZrCl2 だけが記載されており、エチレン
重合活性は小さく、α−オレフィンとの共重合性につい
ては不明である。
【0005】
【本発明の目的】遷移金属・窒素結合を有する錯体を用
い、重合活性が優れたオレフィン重合触媒を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)式 R
B(pz)3 MX3 (式中、Mは周期律表第IV又はV族
遷移金属を示し、Rは水素又は炭化水素基を示し、Xは
水素、炭化水素基、ハロゲン、アミノ基又はオキシ炭化
水素基を示し、pzはピラゾイル基を示す。)で表され
る遷移金属化合物、及び、(B)有機アルミニウムオキ
シ化合物、ルイス酸性化合物、及びイオン性化合物から
なる群から選ばれた化合物からなるオレフィン重合用触
媒に関する。
【0007】本発明の(A)成分の遷移金属化合物は、
ピラゾリル基が硼素原子に三個結合したピラゾリルボレ
ートを配位子とする周期律表第IV又はV族遷移金属の錯
体である。得られた錯体の安定性に関しては、ピラゾー
ル基の3-、5-位がメチル基などのアルキル基又はアリル
基で置換されたピラゾリルボレートを配位子とする錯体
が好ましく、触媒として純度の高い錯体を合成すること
ができる。周期律表第IV又はV族遷移金属としては、T
i、Zr、Hfが好ましい。
【0008】本発明の遷移金属化合物の錯体においてピ
ラゾリルボレート以外の配位子であるXとしては、水
素、炭素数 1から12のアルキル基、アリル基、シクロア
ルキル基、クロルなどのハロゲン、アミノ基、オキシ炭
化水素基から選択されるものであり、それらは同一で
も、あるいはお互いに異なったものでもよい。
【0009】本発明の遷移金属化合物は、Inorganic Ch
emistry vol.21, p.840 (1982)、Journal Chemcal Soci
ety, Dalton, Transaction p.1835 (1991)などに記載の
方法またはそれらに類似の方法によって合成することが
できる。
【0010】本発明においては、(A)成分の遷移金属
化合物あるいは(B)成分の助触媒を、無機化合物や有
機高分子化合物に担持して使用することができる。無機
化合物としては、無機酸化物、無機塩化物、無機水酸化
物が好ましく、少量の炭酸塩、硫酸塩を含有したものも
採用できる。特に好ましいものは無機酸化物であり、シ
リカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、
カルシアなどを挙げられる。
【0011】これらの無機酸化物は、平均粒子径が 5〜
150 μ、比表面積が2 〜800m2/g の多孔性微粒子が好ま
しく、例えば100 〜800 ℃で熱処理して用いることがで
きる。担体の有機高分子化合物としては、側鎖に芳香族
環、置換芳香族環、あるいはヒドロキシ基、カルボキシ
ル基、エステル基、ハロゲン原子などの官能基を有する
ものが好ましい。
【0012】具体例としては、エチレン、プロピレン、
ポリブテンなどの化学変成によって前記官能基を有する
α−オレフィンホモポリマー、α−オレフィンコポリマ
ー、アクリル酸、メタクリル酸、塩化ビニル、ビニルア
ルコール、スチレン、ジビニルベンゼンなどのホモポリ
マー、共重合体、さらにそれらの化学変成物を挙げるこ
とができる。これらの有機高分子化合物は、平均粒子径
が 5〜250 μの球状微粒子が用いられる。
【0013】本発明においては、(B)成分の助触媒と
して、遷移金属化合物と反応してカチオン錯体を形成す
ることができる有機アルミニウムオキシ化合物、ルイス
酸性化合物、あるいはイオン性化合物を使用する。遷移
金属化合物の配位子Xとして少なくとも一個の炭化水素
基を有していない場合は、有機金属化合物で予め遷移金
属化合物の配位子を炭化水素基に置換して使用できる。
また、溶媒あるいは反応ガス中の水分、その他の触媒毒
の捕捉剤として、あるいは遷移金属化合物の炭化水素化
剤として有機金属化合物を触媒成分と併用することがで
きる。
【0014】有機金属化合物としては、有機マグネシウ
ム、有機リチウム、有機アルミニウムを挙げることがで
き、その内、有機アルミニウムが好ましい。有機アルミ
ニウム化合物とは、トリアルキルアルミニウム、ジアル
キルハロゲノアルミニウム、セスキアルキルハロゲノア
ルミニウム、アルケニルアルミニウム、ジアルキルハイ
ドロアルミニウム、セスキアルキルハイドロアルミニウ
ムが挙げられる。
【0015】本発明の助触媒である有機アルミニウムオ
キシ化合物としては、一般式(−Al(R1 )O−)n
で示される直鎖状、あるいは環状重合体であり、R1
炭素数 1〜10の炭化水素基であり、一部ハロゲン原子及
び/ 又は水素原子で置換されたものが挙げられる。 nは
重合度であり、 5以上、好ましくは10以上である。この
有機アルミニウムオキシ化合物の製造方法としては、例
えば、含水不活性炭化水素溶媒と有機アルミニウムとを
反応させる方法、不活性炭化水素溶媒中で結晶水を含む
無機化合物と有機アルミニウムと反応させる方法、ある
いはオレフィン重合時に有機アルミニウムを含む不活性
炭化水素溶媒に含水オレフィンガスを導入して有機アル
ミニウムオキシ化合物を同時に製造する方法が挙げられ
る。
【0016】本発明の助触媒であるルイス酸性化合物と
しては、遷移金属化合物の配位子をアニオンとして外
し、遷移金属化合物のカチオンを安定化できるものであ
り、例えば硼素又はアルミニウムのフッ素化合物であっ
て、好ましくはB(C6 5 3 、Al(C6 53
などが挙げられる。
【0017】本発明の助触媒であるイオン性化合物とし
ては、ルイス酸性化合物と同様に遷移金属化合物の配位
子アニオンと反応して遷移金属化合物のカチオンを形成
できるものである。例えば、M+ B(C6 54 -
+ Al(C6 54 - で示される硼素又はアルミニ
ウムのフッ素化合物が好ましく、M+ はアルカリ金属カ
チオン、(C6 5 3+ のような炭化水素カチオ
ン、NR3 + のようなアンモニウムカチオンなどであ
る。
【0018】本発明においてオレフィン重合とは、オレ
フィンの重合及び共重合を含む。オレフィンの具体例と
しては、エチレン、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-
1、4-メチルペンテン-1、ヘキセン-1、オクテン-1など
の非環状モノオレフィン、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、ノルボルネンなどの環状モノオレフィンが挙げら
れる。また、上記オレフィンの重合及び共重合におい
て、さらに少量のジシクロペンタジエン、5-エチリデン
-2ノルボルネン、あるいは1,5 ヘキサジエンなどの非共
役ジオレフィンを共重合させることができる。
【0019】本発明の触媒は、気相法、スラリー法、溶
液法いずれのオレフィン重合方法にも採用できる。気相
法においては、例えば前記担体に有機アルミニウム化合
物及び/又は助触媒と遷移金属化合物を担持した触媒を
調製し、攪拌型あるいは流動床型気相重合槽で有機アル
ミニウム化合物及び/又はオレフィンガスと接触させて
重合を行うことができる。気相重合は、通常、温度20〜
100 ℃、時間20〜360 分、重合圧が常圧〜50kg/cm2の条
件下で行われる。
【0020】スラリー法あるいは溶液法においては、例
えば有機アルミニウム化合物及び/又はオレフィンガス
が溶解した不活性炭化水素溶媒中に、助触媒と遷移金属
化合物を添加して、あるいは予備接触したものを添加し
て重合を行うことができる。
【0021】通常の重合条件は、温度20〜250 ℃、時間
1〜120 分、重合圧が常圧〜150kg/cm2 である。
【0022】不活性炭化水素溶媒としてはプロパン、ブ
タン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン
などが挙げられる。
【0023】遷移金属化合物に対する助触媒の使用量
は、有機アルミニウムオキシ化合物の場合には、Al/
遷移金属原子比で10から10000 、好ましくは30から3000
であり、ルイス酸性化合物又はイオン性化合物の場合に
は、遷移金属化合物の 1から10倍ほどが好ましい。また
併用する有機アルミニウム化合物の使用量は、Al/遷
移金属原子比で 1から5000、好ましくは 5から1000であ
る。
【0024】上記いずれの重合方法においても分子量調
節剤として水素を使用することができる。また、オレフ
ィンの本重合に先立って、前記の各種重合方法に従って
オレフィンを予備重合したものを触媒として使用するこ
とによって活性を高めることができる。予備重合は、例
えば、不活性炭化水素溶媒中でのスラリー法において通
常 5〜80℃、 5〜60分、触媒の遷移金属 1ミリグラム原
子当たりオレフィン重合体が 1〜100g得られる条件で行
うことができる。
【0025】
【発明の効果】本発明の触媒を用いてオレフィン重合体
を製造する場合、少ない助触媒の使用量で遷移金属当た
り重合活性が高く、得られる重合体の分子量分布が狭
く、また、エチレンとα−オレフィンとの共重合性も優
れており、その共重合体の組成分布が狭い。従って、得
られた重合体、共重合体はいずれも粘着性のオリゴマー
の含有量が少なく、機械物性に優れている。
【0026】
【実施例】実施例において「重合活性」とは、重合反応
に使用した遷移金属化合物の遷移金属 1ミリモル当たり
の重合体収量(g) である。分子量分布は、ポリスチレン
を標準物質として用いたGPCから求めた重量平均分子
量Mw 及び数平均分子量Mn の比Mw/Mn によって評価
した。共重合体の組成は 1H−NMRの測定によるメチ
ル基、メチレン基、及びメチン基のピーク面積比から、
組成分布の目安となる共重合モノマー反応性比r1r2 13
C−NMRの測定によるモノマーダイアッド含量と次
式、r1r2=4[OO][EE]/[OE]2から求めた。(式中、[OO]、
[EE]、[OE]は、それぞれ、α−オレフィンの連鎖数、エ
チレンの連鎖数、α−オレフィン/エチレンの連鎖数を
示す。)
【0027】参考例1 (遷移金属化合物の合成) ヒドロトリ(3,5-ジメチルピラゾイル)ボレートトリク
ロロジルコニウム [HB(3,5-Me2 Pz)3 ]ZrCl3 500mlのフラスコに、ZrCl4 を35.7ミリモル及びK
[HB(3,5-Me2 Pz)3 ]を17.9ミリモル秤取し、
-78℃の塩化メチレンを300ml 加え、攪拌しながら徐々
に加温して 0℃で18時間保った。濁った黄色溶液をロ過
し、減圧下溶媒を蒸発させて固体を回収した。得られた
固体の 1H−NMR及び13C−NMRを測定し、下記の
ケミカルシフトの分析により、[HB(3,5-Me2
z)3 ]ZrCl3 であることを確認した。
【0028】1H−NMR:2.40ppm(s, 5-CH3, 9H) 、
2.68ppm(s, 3-CH3, 9H) 、5.85ppm(s,4-H, 3H)13 C−NMR:12.8ppm(s, 5-CH3) 、15.8ppm(s, 3-C
H3) 、107.6ppm(s, 4-C)、146.1ppm(s, 5-C)、154.4ppm
(s, 3-C)、
【0029】実施例1 トルエン200ml にメチルアルモキサン( 東ソー・アクゾ
ー社製) のアルミニウム原子換算で 5ミリモルをトルエ
ン溶液17mlとして添加し、エチレンガスを流通しながら
溶液を40℃に保った。参考例 1の遷移金属化合物Aの10
μモルをトルエン溶液として10ml添加して30分間重合を
行った。HCl含有エタノール溶液で重合を停止し、ろ
過、乾燥して白色のエチレン重合体を得た。結果を表1
及び表2に示す。
【0030】実施例2 トルエン200ml にメチルアルモキサン( 東ソー・アクゾ
ー社製) のアルミニウム原子換算で 5ミリモルをトルエ
ン溶液17mlとして添加し、エチレンとプロピレンの混合
ガス(1/3) を流通しながら溶液を40℃に保った。参考例
1の遷移金属化合物Aの10μモルをトルエン溶液として
10ml添加して 1時間共重合を行った。HCl含有エタノ
ール溶液で重合を停止し、ろ過、乾燥して白色のエチレ
ン・プロピレン共重合体を得た。結果を表1及び表2に
示す。
【0031】実施例3 メチルアルモキサン 1ミリモルをトルエン溶液3.3ml と
して添加した以外は実施例1と同様にエチレン・プロピ
レン共重合体を得た。結果を表1及び表2に示す。
【0032】実施例4 メチルアルモキサン 0.5ミリモルをトルエン溶液1.7ml
として添加した以外は実施例1と同様にエチレン・プロ
ピレン共重合体を得た。結果を表1及び表2に示す。
【0033】実施例5 メチルアルモキサン 1ミリモルをトルエン溶液3.3ml と
して添加した後にさらに(C6H5)3CB(C6F5)4の10μモルを
トルエン溶液として10mlとして添加した以外は実施例1
と同様にエチレン・プロピレン共重合体を得た。結果を
表1及び表2に示す。
【0034】実施例6 メチルアルモキサン 0.5ミリモルをトルエン溶液1.7ml
として添加した後にさらに(C6H5)3CB(C6F5)4の10μモル
をトルエン溶液として10mlとして添加した以外は実施例
1と同様にエチレン・プロピレン共重合体を得た。結果
を表1及び表2に示す。
【0035】実施例7 メチルアルモキサン 0.2ミリモルをトルエン溶液0.7ml
として添加した後にさらに(C6H5)3CB(C6F5)4の10μモル
をトルエン溶液として10mlとして添加した以外は実施例
1と同様にエチレン・プロピレン共重合体を得た。結果
を表1及び表2に示す。
【0036】実施例8 メチルアルモキサンの代わりにトリメチルアルミニウム
0.3ミリモル添加した後にさらに(C653 CB
(C654 の10μモルをトルエン溶液として10mlと
して添加した以外は実施例1と同様にエチレン・プロピ
レン共重合体を得た。結果を表1及び表2に示す。
【0037】実施例9 重合温度を35℃に変えた以外は、実施例3と同様にエチ
レン・プロピレン共重合体を得た。結果を表1及び表2
に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒成分の調製工程及び重合方法を示
すフローチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 小川 栄子 千葉県市原市五井南海岸8番の1 宇部興 産株式会社千葉研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)式 RB(pz)3 MX3 (式
    中、Mは周期律表第IV又はV族遷移金属を示し、Rは水
    素又は炭化水素基を示し、Xは水素、炭化水素基、ハロ
    ゲン、アミノ基又はオキシ炭化水素基を示し、pzはピ
    ラゾイル基を示す。)で表される遷移金属化合物、及
    び、(B)有機アルミニウムオキシ化合物、ルイス酸性
    化合物、及びイオン性化合物からなる群から選ばれた化
    合物からなるオレフィン重合用触媒。
JP26526394A 1994-10-28 1994-10-28 オレフィン重合用触媒 Pending JPH08127610A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999029739A1 (en) * 1997-12-11 1999-06-17 Exxon Chemical Patents Inc. Reduced oxidation state transition metal compounds useful as olefin polymerization catalysts
US6063725A (en) * 1995-11-07 2000-05-16 Mitsui Chemicals, Inc. Olefin polymerization catalyst system

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